武汉地铁7号线越江隧道右线盾构贯通 攻克世界级难题

隧道被分割成公路、地铁等多个空间。图为工人在公路路面扎钢筋 记者李永刚 摄

受到社会高度关注的武汉地铁7号线三阳路长江隧道日前传来了好消息：右线盾构机已胜利到达汉口接收井，安全破洞而出。这意味着，武汉地铁终于攻克了公铁两用的三阳路长江隧道这一世界级的工程难题。

提起这条隧道，一连串的定义让人应接不暇：世界上首条公铁合建的盾构法隧道、国内在建最大直径的盾构法隧道和长江中上游首条超大直径越江隧道。2016年的国庆节期间，中央电视台《超级工程Ⅱ》纪录片第一集《中国路》就曾重点介绍过这一工程，并获得了海内外观众和网友的高度关注和肯定。

然而，世界级的工程也对应着世界级的难度：总重量达到4400吨左右的盾构机，全长达到了创纪录的167米；隧道断面达到195平方米，是2号线的6倍多；隧道挖掘出来的土方约有100万立方米，出土量相当于建造一座上海金茂大厦的建筑体量；1360米长的“泥岩+砾岩”复合地质让盾构机举步维艰，最慢时掘进速度仅为每天1环，长度只有2米……

世界级工程将一道世界级难题摆在了武汉面前，而这座城市的答案只有一个：克服一切困难，誓将三阳路长江隧道尽早打通！为此，武汉地铁集团与施工单位上海隧道工程有限公司等参建单位携起手来，开动脑筋，动员一切可以动员的力量，全身心地投入到了建设中去。

为了这条隧道，最高峰时曾经有700多人同时奋战在一线，他们24小时轮班坚守在地下40余米深处的盾构机内，很多人几个春节都没有回过家。

为了工程顺利推进，中国科学院院士孙钧和中国工程院院士钱七虎、陈湘生都被请到过施工现场，他们和来自国内外的机械、材料、地质、盾构等多领域的顶级专家一起，在20多次高规格会议上向武汉提出了一个又一个技术方案。

武汉地铁集团有关负责人表示，右线盾构机即将出洞的前夕，大家丝毫没有放松的喜悦，神经反而越发紧绷。直径达到15.76米的盾构机在地下是一个庞然大物，不管出现任何意外，都将带来毁灭性结果。为了确保万无一失，武汉地铁集团组织专家对盾构机相关接收方案进行了半年的论证，并从集团主要领导开始，各级负责人带头审查设计计算书。这在武汉地铁几百次盾构机接收的历史中也是绝无仅有的。

三阳路长江隧道是公铁两用隧道，通过在隧道内建设内衬结构，实现地铁与汽车的分离运行

复杂地层曾一天仅掘进2米

倪正茂说，三阳路长江隧道是世界上首条公铁合建的盾构法隧道、国内在建最大直径的盾构法隧道和长江中上游首条超大直径越江隧道。盾构机直径达到了15.76米，并要下穿长江底部，其施工难度之大是全球业界公认的。

江底地质条件非常复杂。倪正茂说，软的是泥岩，遇水能膨胀好几倍。硬的则是砾岩，强度最高的部分能达到常见混凝土的三四倍。施工方上海隧道工程有限公司项目经理王志华说，对于这种地质条件，他们起了一个很形象的名字：“钻石层”和“年糕团”做成的“三明治”。

复杂的地质条件让盾构机的掘进举步维艰。统计数据显示，从2016年11月开始，盾构机掘进速度由每天8环（16米）快速下降，到2017年6月，曾长时间出现1天仅能掘进1环（2米）的情况。而即便只能往前推进1米，这也是每把刀具在刀盘上一天不间断旋转、累计切割了10公里距离后产生的。

全球无成功经验可供参考

昨日中午，记者在项目部内一角发现了一个特殊的铁架子。架子上整齐摆放着各式已报废的盾构机刀具，有的滚刀从侧面断开，有的刮刀直接从中间折断，有的羊角刀则看不到角了。而在另一间办公室内，玻璃瓶子里泡着经盾构机施工从江底挖出来的各类岩石，最下面放着的则是一个巨型泥球。倪正茂说，这就是“钻石层”和“年糕团”最有代表性的“产品”，而残损的盾构机刀具则是它们的“杰作”。

倪正茂说，上软下硬地层复合叠加在武汉地铁以前的建设中不是没有遇到过，但7号线盾构机直径远大于武汉地铁过去使用过的任何型号盾构机，因此解决这种地质难题的难度呈几何倍数猛增。查阅文献资料，全球范围内都没有可参考的成功经验，而大家能找到的，只有世界上两例大直径盾构施工出现失败和意外的信息。

如何提升盾构机掘进速度？在征求完专家意见后，再结合现场实际情况，2017年6月，7号线上的盾构机停止了运行，开始了为期两个月的改造。

频繁换刀改进工艺提速

从2016年4月盾构始发开始到今年4月，两年时间里，共有4000多把各式刀具被更换下来，换刀总次数接近300次，而一般越江盾构工程只需要换3次刀就足够。频繁的换刀不仅仅是因为磨损巨大，也因为施工迫切需要一种最符合实际需求的刀具。以贝壳刀为例，项目部前后共选择了17种规格进行尝试，最终才找到了最合适的一种。

这次的改造除了不断选择不同规格的刀具外，还有针对性地处理遇水膨胀的泥岩问题。此外，通过总结施工过程中的经验，不断调整刀具姿势和水冲洗的方向，让盾构机掘进能力得到最大程度发挥。

2017年8月6日午夜，经过两个月改造后的盾构机开始复推，当天掘进距离即达到4环（8米），当时项目部内不少人都流下了激动的泪水。此后，盾构机掘进速度不断提升，隧道建设进度也逐步恢复到常态。

“做完这条隧道再回头看以前的3号线越江隧道，就相当于小学测验和高考的区别。”倪正茂说。

来源：长江云综合长江日报、武汉晨报

(责任编辑 胡汉敏)